微納3D打印技術(shù)應(yīng)用前景廣闊 覆蓋兼具微傳感器等高精尖領(lǐng)域以及無痛空心微針等醫(yī)療器械
MIM技術(shù)結(jié)合了粉末冶金壓制成型和塑料注射成形兩大技術(shù)特點(diǎn),發(fā)展至今是項(xiàng)成熟的制造工藝,上期關(guān)于微納3D打印技術(shù)或?qū)㈩嵏簿苤圃煨袠I(yè)的資訊發(fā)表后引起了熱議,MIM是否會(huì)被微納3D打印顛覆或替代,眾說風(fēng)云,這需要由市場和時(shí)間驗(yàn)證后給出答案。
這期探討的話題是微納3D打印技術(shù)有哪些應(yīng)用場景,技術(shù)前景及發(fā)展趨勢,或許該技術(shù)將不止于顛覆MIM。
普利生作為國內(nèi)微納3D打印第一梯隊(duì)的頭部企業(yè),承擔(dān)科技部重點(diǎn)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室任務(wù),該設(shè)備已服務(wù)的客戶及行業(yè)具有一定代表性,目前已經(jīng)探明可用于以下應(yīng)用場景:
高精度異型噴嘴:用氧化鋁陶瓷材料打印耗時(shí)數(shù)分鐘,能完成特征尺寸:50um,R角3um的精密件,可用于制造燃料噴嘴,提高燃燒效率,助力低空經(jīng)濟(jì)。
微型顯示器件與腦機(jī)接口:用氧化鋁陶瓷粉末打印多孔板,可實(shí)現(xiàn)在數(shù)分鐘內(nèi)完成打印一塊1平方厘米見方的平板上有一萬個(gè)孔徑30um,間距100um的微孔??蓱?yīng)用于微型顯示器件、腦機(jī)接口等領(lǐng)域。
超材料:用高分子材料,可在數(shù)分鐘內(nèi)成功打印特征尺寸為直徑5um,高50um,間距10微米,上百萬個(gè)立柱聚集體;在負(fù)折射率,隱身材料等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。
微納機(jī)電系統(tǒng)、微納光學(xué)器件:在6G/7G通信、半導(dǎo)體、精密器件等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。
微傳感器:用于神經(jīng)形態(tài)芯片與微傳感器技術(shù)融合的研究,有望彌補(bǔ)計(jì)算芯片高功耗的缺點(diǎn),并賦予傳感器更接近人腦的感知處理能力。
醫(yī)療器械:在多個(gè)細(xì)分醫(yī)療領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力和應(yīng)用價(jià)值,尤其在藥物遞送經(jīng)皮給藥、眼科、微創(chuàng)外科等關(guān)鍵領(lǐng)域,為醫(yī)療行業(yè)帶來了創(chuàng)新的解決方案。
智能硬件制造:將比MIM更高效和實(shí)現(xiàn)有效降本,助力實(shí)現(xiàn)批量制造復(fù)雜3D微納結(jié)構(gòu)精密器件。
微流控芯片:作為微全分析系統(tǒng)中重要組織環(huán)節(jié),應(yīng)用于生物檢測、醫(yī)藥研發(fā)等場景。
這么多應(yīng)用場景都和高科技相關(guān),似乎和我們?nèi)粘I钅芨惺艿降倪€有一絲距離,在筆者一再追問下普利生技術(shù)人員透露,目前和日常生活相關(guān)的產(chǎn)品是正在預(yù)研的無痛空心微針。
愛美人士對(duì)微針都不陌生,是醫(yī)美水光注射類項(xiàng)目中必不可少的器械。目前無論是玻尿酸還是膠原蛋白等水光針,在手術(shù)前都必須敷麻藥以緩解針刺感疼痛,想想容嬤嬤的針都讓人膽戰(zhàn)心驚。皮膚是人體最大的防御器官,為防止異物、細(xì)菌入侵,皮膚是單向通道結(jié)構(gòu)“只出不進(jìn)”,所以護(hù)膚營養(yǎng)類物質(zhì)需要通過針頭注射進(jìn)入皮膚以達(dá)到滋養(yǎng)膚質(zhì)煥發(fā)青春的效果。
普利生目前正在和醫(yī)美制品頭部公司聯(lián)合研發(fā)無痛空心微針頭,以實(shí)現(xiàn)無需敷麻藥就能經(jīng)皮輸入膠原蛋白等營養(yǎng)物質(zhì),因?yàn)椴挥梅舐樗幙蓽p輕皮膚過敏風(fēng)險(xiǎn),以及無痛針頭的特殊結(jié)構(gòu)避免感染風(fēng)險(xiǎn),讓愛美人士能每月注射水光針,縮短恢復(fù)期,實(shí)現(xiàn)水光針護(hù)膚自由。
這個(gè)應(yīng)用場景最貼近生活,據(jù)了解經(jīng)皮給藥除了在醫(yī)美行業(yè)有需求,在藥物遞送中也有廣泛的需求,胰島素、生長素、緩釋鎮(zhèn)痛等藥物都能經(jīng)皮給藥,目前普利生正在和藥企聯(lián)合研發(fā),希望能早日普惠病患。
通過亞像素微掃描技術(shù)(SMS)普利生破解了3D打印在精度與速度上的悖論,提高了打印效率,使得打印速度可以是雙光子打印的上萬倍,是普通面陣曝光3D打印的上百倍。
普利生在隱形正畸行業(yè)積累的成功實(shí)施智能制造黑燈工廠的制造服務(wù)經(jīng)驗(yàn),為其在微納3D打印服務(wù)及設(shè)備提供、運(yùn)維方面奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)智能制造在微納級(jí)別復(fù)雜結(jié)構(gòu)高精產(chǎn)業(yè)化落地。
目前實(shí)驗(yàn)室有約40臺(tái)微納3D打印設(shè)備,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)3D微納結(jié)構(gòu)精密件批量生產(chǎn)。新技術(shù)應(yīng)用普及需要時(shí)間和過程,筆者了解到目前除了購買微納3D打印設(shè)備用于研發(fā)外,不少企業(yè)會(huì)和普利生聯(lián)合開發(fā),將產(chǎn)品研發(fā)、中試交付普利生團(tuán)隊(duì)一起合作,已成功為知名醫(yī)療器械企業(yè)和科技公司進(jìn)行批量供貨。隨著需求擴(kuò)大,國內(nèi)第一家微納3D打印智能制造車間或?qū)⒄Q生在上海松江臨港科技城。
普利生微納3D打印已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),正在重塑制造業(yè)的新質(zhì)生產(chǎn)力,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展升級(jí)。
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